仪表飞行手册中文版(上)

第 1 章人的因素1.1 介绍人的因素包含的范围较广，通过研究人、飞机和环境三者之间的关系来提高人的能力从而降低飞行过程中发生错误的机率。

随着科学技术的快速发展，飞机的安全性不断得到提升，机械故障在逐渐减少，但由人的因素引发的事故发生率却在递增。

在所调查的事故中，与人的因素方面有关的事故占到了总数的80％以上。

如果飞行员能够加强对人的因素的认识和了解，就可以更好地准备飞行计划并更加安全、无事故地完成飞行。

在仪表气象条件（IMC）下飞行可能会使人体的感觉器官产生错觉。

作为一个合格的飞行员，需要去认识并有效地纠正这些错觉。

在仪表飞行中，要求飞行员利用所有可用的资源来进行决策。

本章涉及到的人的因素主要包括用来定向的感觉系统、飞行中的错觉、生理和心理因素、身体因素、航空决策和机组资源管理（CRM）。

1.2 定向感觉系统定向是指飞行员能够清楚地认识到飞机的位置以及自己相对于一个特定参考点的位置。

失定向是指不能定向，空间失定向专指不能确定相对于空间或其它物体的位置。

定向通过三个方面的人体感觉器官来实现：眼睛、前庭器官和本体感受。

眼睛维持视觉定位。

内耳的运动感觉系统维持前庭器官的定向。

人体的皮肤、关节和肌肉神经维持本体感受定向。

身体健康的人处于自然环境中时，这三个系统工作良好。

但当飞行过程中产生的各种力作用在人体时，这些感官系统就会提供相应的误导信息，就是这些误导信息造成了飞行员失去定向。

1.2.1 眼睛所有感官中，视觉在提供信息保持飞行安全方面占据了最为重要的位置。

尽管人的眼睛在白天视觉最佳，但在非常暗的环境中，也是能看到东西的。

白天，眼睛使用被称为视锥细胞的感受器，在夜间的时候，我们的视觉通过视杆细胞（视网膜里对昏暗的光线可作出反应的细胞）来工作。

两者均根据他们感应到的照明环境来提供最佳的视觉。

换句话说，视锥细胞在夜间是无效的，而视杆细胞在白天也是无效的。

眼睛还存在两个盲点。

白天盲点位于感光的视网膜上，视神经光束从这里通过（将信息由眼睛传到大脑）。

此处没有光感受器，也无法产生信息传输到大脑。

夜间由于视锥细胞大量集中，密集排列在中心凹周围，人的视觉中心会形成一个盲点。

由于该区域没有杆状细胞，视锥细胞在夜间表现不佳，因此夜间直视某一物体时会看不到该物体。

因此，夜间飞行中，越障或者巡视查看周围环境时最好带有一定角度来观察物体，避免直视。

大脑根据物体的颜色、颜色的对比并参考周围物体来处理视觉信息。

『图1-1』展示了视觉信息的处理过程。

大脑通过很多相关信息包括物体周围的环境来确定物体的颜色。

在下图中，位于立方体阴影区域的橙色的正方形实际上和立方体顶部中央位置的褐色正方形的颜色是一样的。

将橙色方形与周围环境隔离开来，你会发现它实际是褐色的。

很明显，在现实环境中，处理视觉信号也会受到周围环境的影响。

在复杂地形中识别机场或者在轻度薄雾条件下识别另一架飞机时会出现此类问题，因此应提高警惕。

『图1-2』介绍了感知方面的问题。

两个桌子长短相同。

人眼很容易就物体的大小产生错觉，包括长短。

通常在飞行员眼中，一条跑道在平地上要比在不平坦地形上要宽，这是由于固有思维模式造成的。

1.2.1.1 明暗交替中的视觉 光暗的情况下，眼中所见的航图以及飞行仪表可能会不可靠，除非驾驶舱灯光充足。

在黑暗中，视觉对光会更加敏感。

这个过程被称作暗适应。

虽然在完全黑暗的条件下，完全的暗适应至少需要30分钟，但是在暗红色驾驶舱灯光条件下，飞行员可以在20分钟内达到中等程度的暗适应。

红光会严重破坏一些颜色视觉（过滤了红色光谱），尤其在飞机内识读航图时，眼睛会很难把视线集中在航图上。

因此飞行员应该在需要最佳外界夜视环境时使用红光。

需要查阅地图或读取仪表时，可使用暗淡的白色驾驶舱灯光，尤其是在IMC 条件下。

在看到强光时，任何程度的暗适应都会在几秒内消失，因此在夜视条件下使用灯光时，飞行员应该闭上一只眼睛来保持该眼对暗光的感受性。

对于夜间在闪电附近飞行时，应打开驾驶舱灯光，以避免由于突然出现的强光影响夜间视力，出现暂时失明。

座舱压力高度高于5000英尺，吸烟摄入一氧化碳，饮食中缺乏维生素A 或长时间暴露在强烈的太阳光下都会引起暗适应能力的减退。

在目视气象条件（VMC ）下飞行，飞行员主要依靠眼睛提供准确可靠的信息来完成定『图1-1』魔方图 图 1-2 Sheard 的桌子 图 1-1魔方图向。

通常视觉线索可以防止来自于其它感知系统的错觉。

当不存在这些视觉线索时，比如在IMC条件下飞行，这些错觉会使飞行员迅速失定向。

纠正这些错觉的一条有效途径就是认识和了解这些错觉，摆脱这些错觉的干扰，相信飞行仪表并用眼睛来确定飞机的姿态。

飞行员必须清楚地认识到问题所在，并掌握仅使用仪表指示来操纵飞机的技能。

1.2.2 耳朵内耳中有两个主要的部位用于定位，内耳的半规管与耳石器官。

参见『图1-3』半规管用来探测身体的角加速度而耳石器官用来探测线性加速度和重力。

半规管包含三条管，这三条管互成直角，每一个代表一个轴：俯仰，横滚以及偏航，如『图1-4』中所示。

管道中充满被称为内淋巴的液体。

管道中央为终帽，它是一种凝胶结构，被感觉纤毛包围，位于前庭神经的末梢。

正是由于这些纤毛在液体中的移动才使人感觉到运动。

每个人两只耳朵里各有一颗耳石，承担着感受头部空间位置变化的任务。

当人体摆动头部的时候，耳石可以告知大脑一个位置信息。

耳石是一种碳酸钙结晶。

耳石的大小只有20-30微米，这些灰色的微细碳酸性物质，黏附在内耳中的前庭内，主要功能是让人体感应直线加速度。

图1-3 内耳定位图1-4 角加速度和半规管由于液体与管道壁之间的摩擦力，耳朵管道中的内淋巴液需要15到20秒的时间来达到与管道相同的移动速度。

下面以转弯过程为例来说明其中的原理。

首先飞机进行平直飞行时，飞机没有加速度，纤毛直立，身体没有感应到转弯。

因此毛细胞的位置与实际感觉相符。

飞机开始转弯时，半规管以及内淋巴液随之开始移动，半规管中的液体逐渐落在加速的半规管旋转速度之后。

『图1-5』这种速度的差异使管道中的液体开始了相对运动。

半规管与毛细胞上覆盖的胶质物质与内淋巴液开始以相反的方向移动。

图1-5 角加速度纤毛开始以与半规管相同的方向进行转弯。

此时大脑接收到相关的信号。

从而人体得以正确地感应到正在进行的转弯过程。

如果接下来的几秒或更长时间内，继续以恒定速率进行转弯，管道内的内淋巴液的移动速度最终会与半规管的旋转速度相同。

如果纤毛不再弯曲，大脑会错误地认为转弯已经停止。

因此长时间以恒定速率进行转弯时，不管方向如何纤毛细胞的位置以及由此所产生的错觉都会使飞行员感知不到飞机的运动，从而产生飞机没有转弯的错觉。

当飞机回到直线平飞行状态，管道中的内淋巴液暂时以相反方向进行移动。

这样大脑根据接受到的信号，错误地认为飞机在向相反方向转弯。

飞行员可能会为了修正这种错觉，重新开始转弯，这样可能会将飞机置于失去控制的状态。

耳石器官以相同的方式来探测线性加速度以及重力。

与半规管充满内淋巴液不同的是，一层胶质膜，包含类似粉笔成分的结晶体，覆盖着感觉纤毛。

当飞行员偏转头部时，感觉纤毛探测到的该偏转，再加上重力作用，这些结晶体的重量使胶质膜开始移动。

大脑也随之确定垂直方向上感应到的新位置。

加速以及减速都会造成胶质膜以相似的方式进行移动。

向前的加速度会造成头部向后仰的错觉。

『图1-6』因此，在起飞以及加速过程中飞行员可能会感觉爬升幅度比正常幅度要大，从而可能采取相应的动作使机头向下。

1.2.3 神经 神经位于人体皮肤、肌肉以及关节处，持续向大脑发出人体在重力作用下的位置信号。

通过这些信号，飞行员可以获得其当前的位置。

当飞行员被向后推至座位上时，此时感觉到的是加速度。

转弯时产生的力会使飞行员对重力的真实方向产生错觉，从而使飞行员在确定向上的方向时产生错误的判断。

非协调的转弯，尤其在爬升转弯时，可能会将错误的信号发送至大脑。

刹车以及侧滑都会造成倾斜或者转弯的错觉。

同样紊流造成的飞机的运动也使飞行员大脑接受的信息产生混乱。

飞行员需要清醒地认识到疲劳或者疾病都会使这些感觉加剧，最终可能会导致失能。

1.3 错觉导致空间失定向导致空间失定向的大多数错觉都是由前庭系统造成的。

当然，目视错觉也可能造成空间失定向。

1.3.1 前庭错觉1.3.1.1 倾斜飞机处于带有坡度的姿态时我们称之为倾斜。

以向左压坡度为例，此时半规管正在进行“横滚”运动。

如果进入转弯的过程较平缓，管道内的内淋巴液运动相对于实际运动可能会滞后。

『图1-5』如果飞行员突然对该姿态进行修正，内淋巴液会向相反方向开始运动，从而飞行员会产生错觉，错误地认为飞机正在向右滚转。

失定向的飞行员会错误地使飞机横滚，回到原始向左偏转姿态，或者即使保持平飞，也会认为自己是倾斜的，直到这种错觉消失为止。

图 1-6 线性加速飞行员进行长时间转弯过程中，当耳朵半规管内的内淋巴液的流动速度与半规管旋转速度相同时，会产生科里奥利错觉。

当头部与身体在不同的平面上，即绕不同的轴移动时，例如注视驾驶舱不同位置的物体时，可能会导致内淋巴液开始流动并产生错觉，飞行员会感觉飞机正在转弯或者在完全不同的轴上加速运动。

这样会使飞行员错误地认为飞机正在进行某项机动，而实际上却没有。

失定向的飞行员可能会为了修正这种对飞机姿态的错觉而实施某些操作，从而将飞机进入较危险的状态。

鉴于此，飞行员应该以最小的头部移动幅度来对仪表进行交叉检查或扫视。

在驾驶舱内，如果航图或者其他东西掉落，低头或弯腰时，不要过快地移动头部，务必以最小的头部移动幅度来找寻，以防止出现科里奥利错觉。

1.3.1.3 死亡盘旋在之前的图中曾经讲到，如果飞行员长时间以固定速率进行协调转弯时会产生错觉，感觉不到飞机正在进行转弯。

而在恢复平飞的过程中，飞行员会感觉到飞机在向相反方向转弯。

定位存在障碍的飞行员会错误地将飞机调整到原始转弯方向。

除非飞行员对升力进行补偿，否则飞机在转弯时会有掉高度的趋势，飞行员可能会注意到这种高度损失。

然而飞行员产生的错觉使他感觉不到转弯，认为飞机正在平飞下降。

飞行员可能会向后拉操纵杆以试图进行爬升或停止下降。

图1-7 死亡盘旋该动作会使飞机盘旋加剧，并加快掉高度。

因此，这种错觉产生的盘旋被称作死亡盘旋。

『图1-7』在某些情况下，这可能会导致飞行员对飞机失去控制。

突然的加速度，例如在起飞过程中突然加速，会刺激耳石器官以与头部相同的方向向后倾斜。

该动作会产生躯体重力错觉，感觉飞机处于机头向上的姿态，尤其在没有良好的目视参照物的条件下会更加明显。

失定向的飞行员可能会向前推驾驶杆，向下调整机头或使飞机处于俯冲姿态。

突然收油门造成的突然减速可能会产生与之相反的效应，失定向的飞行员会拉起飞机，使机头向上，甚至使飞机处于失速姿态。

1.3.1.5 倒置错觉突然从爬升改到平直飞行状态可能会刺激耳石器官，足可以产生飞机要向后翻筋斗或倒置的错觉。